C++構造函數一些常見的坑
文章轉自微信 公眾號:Coder梁(ID:Coder_LT)
某一天我們接到了一個需求,需要開發(fā)一個類似于STL中string的類。
我們很快寫好了代碼:
#include <iostream>
#ifndef STRINGBAD_H_
#define STRINGBAD_H_
class StringBad {
? ? private:
? ? ?char *str;
? ? ?int len;
? ? ?static int num_strings;
? ? public:
? ? ?StringBad(const char* s);
? ? ?StringBad();
? ? ?~StringBad();
? ? ?friend std::ostream & operator << (std::ostream &os, const StringBad & st);
};
#endif在這個.h文件當中,我們定義了一個StringBad類,這是C++ Primer當中的一個例子。為什么叫StringBad呢,主要是為了提示,表示這是一個沒有完全開發(fā)好的demo。
這里有一個小細節(jié),我們在類當中定義的是一個char *也就是字符型指針,而非字符型數組。這意味著我們在類聲明當中沒有為字符串本身分配空間,而是在構造函數當中使用new來完成的,避免了預先定義字符串的長度。
其次num_strings是一個靜態(tài)成員,也就是說無論創(chuàng)建了多少對象,它都只會保存一份。類的所有成員共享同一個靜態(tài)變量。
接下來我們來看一下它的實現:
#include <cstring>
#include "stringbad.h"
using std::cout;
int StringBad::num_strings = 0;
StringBad::StringBad(const char* s) {
? ? len = std::strlen(s);
? ? str = new char[len+1];
? ? std::strcpy(str, s);
? ? num_strings++;
? ? cout << num_strings << ": \"" << str << "\" object created \n";
}
StringBad::StringBad() {
? ? len = 4;
? ? str = new char[4];
? ? std::strcpy(str, "C++");
? ? num_strings++;
? ? cout << num_strings << ": \"" << str << "\" object created \n";
}
StringBad::~StringBad() {
? ? cout << "\"" << str << "\" object deleted, ";
? ? --num_strings;
? ? cout << num_strings << " left \n";
? ? delete []str;
}
std::ostream & operator<<(std::ostream & os, const StringBad &st) {
? ? os << st.str;
? ? return os;
}首先,我們可以注意到第一句就是將num_strings初始化成了0,我們不能在類聲明中初始化靜態(tài)成員變量。因為聲明只是描述了如何分配內存,但并不真的分配內存。
所以對于靜態(tài)類成員,我們可以在類聲明之外使用單獨的語句進行初始化。因為靜態(tài)成員變量是單獨存儲的,并不是對象的一部分。
初始化要在方法文件也就是cpp文件當中,而不是頭文件中。因為頭文件可能會被引入多次,如果在頭文件中初始化將會引起錯誤。當然也有一種例外,就是加上了const關鍵字。
從邏輯上看,我們這樣實現并沒有任何問題,但是當我們執(zhí)行的時候,就會發(fā)現問題很多……
假設我們現在有一個函數:
void callme(StringBad sb) {
?cout << " ? ?\"" << sb << "\"\n";
}然后我們這么使用:
int main() {
?StringBad sb("test");
?callme(sb);
?return 0;
}會得到一個奇怪的結果:

從屏幕可以看到我們的析構函數執(zhí)行了兩次,一次很好理解應該是main函數退出的時候自動執(zhí)行的,還有一次呢?是什么時候執(zhí)行的?
答案是執(zhí)行callme函數的時候執(zhí)行的,因為callme函數使用了值傳遞。當callme函數執(zhí)行結束時,也會調用參數sb的析構函數。
如果我們改成引用傳遞,就一切正常了:
void callme(StringBad &sb) {
?cout << " ? ?\"" << sb << "\"\n";
}
int main() {
?StringBad sb("test");
?callme(sb);
?return 0;
}
這還沒完,我們把代碼再改一下,會發(fā)現還有問題:
int main() {
?StringBad sb("test");
?StringBad sports("Spinach Leaves Bowl for Dollars");
?StringBad sailor = sports;
?StringBad knot;
?StringBad st = sb;
?return 0;
}執(zhí)行一下,得到:

會發(fā)現又有負數出現了,這是為什么呢?
因為我們執(zhí)行了StringBad st = sb這樣的操作,這個操作并不會調用我們實現的任何一個構造函數。
它等價于:
StringBad st = StringBad(sb);
對應的構造函數原型是:
StringBad(const StringBad&);
當我們用一個對象來初始化另外一個對象的時候,編譯器將會自動生成上述的構造函數。這樣的構造函數叫做拷貝構造函數,由于我們沒有重載拷貝構造函數,因此它不知道要對num_strings變量做處理,也就導致了不一致的發(fā)生。
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